地震作用下超高扬程升船机塔柱结构的鞭梢效应

以金沙江下游白鹤滩水电站拟建升船机工程为例,运用大型有限元分析软件ABAQUS建立包括顶部机房在内的超高扬程升船机塔柱结构模型,采用动力时程法分析了地震作用下塔柱顶部机房的鞭梢效应,并探讨了机房结构布置型式对鞭梢效应的影响。结果表明,塔柱结构前10阶振型以横河向振动、扭转振动和顺河向振动为主;地震作用下顶部机房的动力响应远大于主体塔柱结构;机房的结构布置型式对鞭梢效应影响较大;当主体塔柱和顶部机房结构的刚度和质量差异过大时,顶部机房的鞭梢效应对主体塔柱动力响应的影响较小。     

基于三维粘弹性边界的升船机塔柱结构地震响应分析

以金沙江下游支流上某拟建升船机塔柱结构为例,通过ABAQUS有限元软件,采用编写的计算程序实现了三维粘弹性边界及地震动输入,并通过算例验证了所提方法的正确性。采用考虑无限地基辐射阻尼的三维粘弹性人工边界模型及无质量地基模型,分析了高扬程大型升船机塔柱结构在横河向及顺河向7度地震作用下的动力响应。结果表明,塔柱结构顶部横河向位移大于顺河向;塔柱筒体与筏形基础接触面出现应力集中现象,承受较大的压应力,筏形基础顶部中间部分两端承受较大的拉应力;与无质量地基模型计算的动力响应相比,粘弹性人工边界模型计算的塔柱结构动力响应相对较小。     

考虑复杂因素影响的升船机塔柱地震响应分析

以景洪水电站水力浮动式升船机为例,研究升船机高耸塔柱在地震工况下的动力响应及地震响应影响因素。采用时程分析法计算升船机塔柱在三向地震作用下的位移、加速度和应力响应,同时对竖井内水体和塔柱的流固耦合作用、地基辐射阻尼效应及鞭梢效应等因素对塔柱地震响应的影响做了对比分析。结果表明,水力浮动式升船机塔柱结构应力状态复杂,塔柱联系梁、竖井矩形截面四角等部位出现明显的拉应力集中;水体流固耦合模型比竖井无水工况塔柱各高程应力提高了0.4%~12.3%,水体附加质量法较水体流固耦合模型计算结果差别较大;地基辐射阻尼效应等因素对塔柱地震响应的影响显著,在塔柱地震响应分析时应给予重视。     

200m级垂直升船机承船厢结构抗震分析

为分析200m级垂直升船机承船厢结构的抗震性能,利用ADINA软件建立升船机承船厢结构与厢内水体有限元模型,考虑流固耦合作用,通过承船厢结构的应力、位移时程包络图分析其抗震性能。结果表明,初设完成的升船机承船厢结构在地震作用下的应力和位移反应均满足强度和刚度设计要求。研究成果可为高坝通航升船机承船厢结构的抗震设计提供参考。     

水电站进水塔结构抗震性能评估

水电站泄洪洞进水塔作为地下隧洞的首部结构,其安全性关系到整个水电站的安全和效益。采用大型三维有限元程序ANSYS对某水电站泄洪洞进水塔结构进行了抗震分析,计算分析了进水塔结构的自振特性,通过反应谱法计算了在顺水流方向、垂直水流方向和竖直方向地震共同作用下进水塔结构的动位移、动应力分布等动力响应情况,并将动力计算结果与静力计算结果进行叠加,评估了进水塔结构抗震性能。结果表明,进水塔结构的变形与强度均能满足要求,但其抗震薄弱部位应力较大,在结构设计时需采取特殊措施以确保塔体结构的安全。     

海上升压站的抗震性能分析

  [目的]  对处于地震活动区域内的海上升压站整体模型进行地震工况下强度和韧性分析,分析海上升压站在设计基准期不同超越概率的海床面运动强度水平下的性能。  [方法]  强度分析采用响应谱法评估结构的抗震性能,韧性分析采用静力弹塑性分析方法进行倒塌计算来评估结构的抗震性能。  [结果]  通过对海上升压站主体结构和附属构件的抗震性能进行分析,认为海上升压站在考虑足够安全储备的前提下能满足“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设防要求。  [结论]  研究表明该海上升压站结构体系具有较好的抗震性能。     

核电站常规岛主厂房结构抗震性能设计

核电站常规岛主厂房结构布置受限于工艺流程,含较多的错层、跃层,使结构的刚度与质量分布严重不均匀,往往超过了规范的适用条件,地震期间若出现功能中断或设备受损都将造成巨大的损失。基于性能的抗震设计应用于主厂房结构的抗震设计与评估中,在承载力和变形能力两个方面量化其抗震水平,确保主厂房的抗震能力满足预期设防目标。承载力依据现行抗震规范设计,变形能力的评估细化到构件的层次进行,在此基础上选取了5条地震波记录对典型常规岛主厂房结构进行弹塑性分析。结果表明:核电站常规岛主厂房结构能够在地震作用下保持不倒塌,结构具有较大冗余度,能保证核岛安全。     

再生砖砌体砖混结构房屋抗震性能试验研究

为了研究再生砖砌体砖混结构房屋的抗震性能,采用Taft地震波对一个用再生砖砌成的四层、1/3缩尺比例的房屋模型进行振动台试验,观察记录了在不同强度和烈度下结构的地震反应和破坏机理,并测得各测点加速度反应的最大值、各楼层相对底层的最大位移和位移时程曲线。试验结果表明,用再生砖砌成的房屋经合理的设计可满足砖混结构"小震不坏,中震可修,大震不倒"的要求,具有良好的抗震性能,并建议在结构承重墙体内设置水平配筋,以减轻墙体的脆性,增加其延性,进而提高该结构的抗震性能。     

GFRP筋增强混凝土重力坝抗震性能研究

为提高混凝土重力坝抵抗地震的能力,采取在坝颈部位布置GFRP筋的措施,利用ANSYS有限元软件进行了不同地震加速度峰值作用下的非线性动力时程分析,并比较了坝体布置和未布置GFRP筋两种情况下的坝体裂缝分布和主应力形态。结果表明,坝颈部GFRP筋加固措施对增强混凝土重力坝抗震性能有一定作用。     

三代核电厂结构的抗震设计分析概论

自《核设施结构、系统和部件的抗震设计准则》(ASCE/SEI 43-05)实施后,三代核电厂结构的抗震设计分析已经与过去传统二代核电厂有了本质上的差别,美国自2005年后推出一系列配套的核电规范、标准来与三代核电厂的新抗震要求相适应。美国核管会针对新发行的《标准审查大纲》(SRP 3.7 Rev.3 2007年版及Rev.4 2014年版)来作全面配套修订,更是确认了三代核电厂结构抗震设计分析的更高要求。结合上海核工程研究设计院40余年从事核电厂土建结构设计及抗震分析工作积累的实践操作经验,介绍了三代核电厂结构抗震设计分析的最新依据性规范标准、主要内容及分析手段,给出了可供实际核电工程应用的研究成果。     

竖向地震对充水塔楼结构及上部排架系统的影响

以景洪水电站水力式升船机塔楼及上部机房结构振动台模型试验为例,通过有限元软件ADINA中势流体单元分析了水体和结构的相互作用问题,探讨了竖向地震激励对充水塔楼结构及上部机房的影响.结果表明,竖向地震动可致此类有限空间内动水压力有所增加而对系统动力响应影响轻微,可为类似结构的抗震设计提供参考依据.     

大型近海风力机塔架地震动力学响应分析

地震激励严重威胁风力机正常稳定运行,以丹麦科技大学(DTU)与Vestas公司联合研发的DTU 10 MW风力机为研究对象,考虑海床土壤柔性,基于有限元及p-y曲线法,研究风力机塔架在3种实测地震激励作用下的瞬态动力学响应。结果表明:强震级、长时间的地震激励对塔架造成严重破坏;地震发生时塔顶位移最大、应变能集中于塔基;塔顶振动方向、形变位置、剪切应力及应变能集中区域因地震加速度的方向大小而改变。     

碳纤维复合芯导线输电塔体系地震响应

基于碳纤维复合芯导线所具有的优点,运用数值模拟方法建立了碳纤维复合芯导线和传统钢芯铝绞线输电塔体系三维有限元模型,采用时程分析法,考虑了导(地)线的几何非线性,研究了一致激励和非一致激励地震作用下导(地)线输电塔体系的地震响应,得到了两种塔—线体系的塔顶位移和加速度、塔腿应力、导线中点最大位移和加速度、导线轴力的时程曲线。结果表明,碳纤维复合芯导线—输电塔体系与钢芯铝绞线—输电塔体系相比,塔顶最大位移、塔腿应力、导线中点最大位移和加速度均较小,一致激励地震作用与非一致激励地震作用的地震响应相差较大,非一致激励地震作用下比一致激励地震作用下的导线中点和挂点轴力大。     

Theoretical Investigation on Thermal Performance of New Structure Closed Wet Cooling Tower

Thermal performance of closed wet cooling tower (CWCT) with packing is analyzed using experiments and numerical simulations. The effect of cooling water flow direction on the performance is discussed. The results show that the packing plays an important role in improving the cooling effect of the CWCT. Under the same operating conditions, the cooling water outlet temperature of CWCT with packing is lower than that of CWCT without packing between 0.6°C and 1.5°C the cooling efficiency of CWCT with packing is higher than that of CWCT without packing between 6.0% and 14.8%. The concurrent cooling water flow direction results in more uniform temperature differences between cooling water and the spray water, which can benefit the cooling water outlet temperature 0.3–0.7°C and the cooling efficiency 3.0–9.5%.     

大型风力发电机组塔架优化设计

鉴于塔架对风力发电机组的承载能力、使用寿命与安全的影响,因此对塔架进行科学、合理的设计尤为重要。提出了风力发电机组塔架的设计思路,总结了静强度、屈曲稳定及模态分析等理论基础的特点,通过整合这些理论基础给出了优化设计步骤,并以湘潭电机股份有限公司某大型风机为例,采用Matlab对塔架进行了优化设计。结果表明,采用基础理论对塔架进行优化设计是简单有效的方法之一,且在满足各项安全指标的前提下,有效地控制了塔架重量,适合推广应用。     

基于IDA法和Pushover法的墩—桩结构整体抗震性能研究

针对以往大都以单墩为模型进行桥墩抗震性能分析的问题,以墩—桩整体结构为计算模型,考虑动水压力的影响,分别采用增量动力分析方法和静力弹塑性分析方法分析了某跨海大桥的整体抗震性能,得到了桥梁结构的基底剪力—墩顶位移关系曲线,并以增量动力分析方法的结果为基准,研究了静力弹塑性分析方法用于墩—桩结构抗震设计的可靠程度。结果表明,静力弹塑性分析方法可准确、简明地评估桥梁结构的抗震性能,可满足工程要求。     

立式降膜闭式冷却塔设计程序研究

提出一种立式降膜闭式冷却塔的设计计算方法,按照此方法使用Visual Basic 6.0开发工具设计计算程序,并对程序流程进行详细说明。结果显示,该计算程序适用于立式扭曲管中不同工艺流体（冷却水、喷淋水和空气）进行换热的各种工况。通过对比程序计算和手工计算结果,发现二者吻合程度较好,因此通过计算程序能够提高开发人员的设计效率和准确性,减少迭代计算工作量,方便对不同设计方案结果进行比较。后续可以衍生出针对各种发生相变过程（制冷剂、水蒸气冷凝等）的热力计算。